铝及其化合物知识点.docx

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铝及其化合物知识点

铝及其化合物

一、铝的结构：

1、原子结构示意图：

2、周期表中位置：

第三周期ⅢA族

镁原子核外有三个电子，在化学反应中，容易失去最外层的三个电子，显+3价。

二、铝单质的性质

△

1、物理性质：

银白色金属，硬度和密度小，具有良好的导电导热性和延展性。

在空气中具有很好的耐腐蚀性。

2、化学性质：

（1）与非金属单质反应：

A、2Al+3Cl2====2AlCl3

B、铝在空气中缓慢氧化，在氧气中点燃剧烈燃烧。

点燃

4Al+3O2=========2Al2O3

思考：

在金属活泼性顺序中铝排在铁的前面，那为什么铁在空气中易生锈而铝在空气中不易被腐蚀呢？

铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜并牢固地覆盖在铝表面，阻止了内部的铝与空气接触。

（2）与盐溶液反应：

2Al+3CuSO4＝3Cu+Al2（SO4）3

（3）与某些氧化物反应—铝热反应：

2Al+Fe2O3==2Fe+Al2O3

铝热剂

[现象]：

发出耀眼的光芒、放出大量的热、有熔融物生成。

[试一试]：

写出Al分别与MnO2、V2O5的反应方程式

△

（4）与沸水微弱反应：

2Al+6H2O=========2Al（OH）3+3H2↑

（5）与酸反应：

：

2Al+6HCl======2AlCl3+H2↑

2Al+3H2SO4======Al2（SO4）3+3H2↑

注意：

铝在冷的浓硫酸、浓硝酸中钝化。

某些金属在常温下遇强氧化性酸如浓硫酸、浓硝酸时在表面生成致密的氧化膜，从而阻止内部金属进一步发生反应，这种现象称为钝化。

（6）与碱反应:

２Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

反应的实质:

分两步进行:

（2）Al（OH）3+NaOH========NaAlO2+2H2O

三、铝的重要化合物

1、氧化铝（Al2O3）

（1）物理性质：

白色固体、熔点高（2054℃）、不溶于水，不与水化合。

常作耐火材料。

刚玉的主要成分是Al2O3，其中把含少量铬元素的刚玉称为红宝石；含少量的铁和钛元素的刚玉称为蓝宝石。

（2）化学性质：

①电解熔融的氧化铝制备单质铝但由于氧化铝的熔点很高，故在氧化铝中添加冰晶石（Na3AlF6）降低其熔点。

电解

2Al2O3=========2Al+3O2↑

②与酸反应：

Al2O3＋6HCl＝AlCl3＋3H2O

③与碱反应：

Al2O3＋2NaOH＝2NaAlO2＋H2O

既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的氧化物叫两性氧化物

2、氢氧化铝（Al（OH）3）

（1）物理性质：

氢氧化铝是白色胶状物质，不溶于水，有强的吸附性，可以吸附水中的悬浮物和各种色素。

（2）化学性质：

①不稳定性：

氢氧化铝不稳定，受热易分解。

△

2Al（OH）3＝Al2O3＋2H2O这是工业上制取纯净氧化铝的方法。

Al（OH）3具有两性的原因：

H++AlO2—+H2O

Al（OH）3

Al3++3OH—

注意：

（1）氢氧化铝作为碱时是三元碱；作为酸时是一元酸（HAlO3）。

（2）氢氧化铝与酸碱反应时，弱酸弱碱是不能把氢氧化铝溶解的。

3、明矾：

KAl（SO4）2·12H2O

复盐的概念:

由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的盐叫复盐。

四、Al3+、AlO2—的性质

（一）Al3+的性质

1、AlCl3中逐滴加入氨水：

Al3++3NH3·H2O=Al（OH）3↓+3NH4+

用Al3+制取Al（OH）3用弱碱更合适

2、AlCl3中逐滴加入NaOH溶液至过量？

①方程式：

Al3++3OH—=Al（OH）3↓

Al（OH）3+OH—=AlO2-+2H2O

②现象：

白色沉淀先增加再减少最后消失

③图像：

3、向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液

①有关反应：

Al3++4OH—=AlO2—+2H2O

Al3++3AlO2—+6H2O=4Al（OH）3↓

②现象：

开始无沉淀生成，后来白色沉淀逐渐增加，最后沉淀量不变

③图像：

（二）AlO2—的性质

1、向含有AlO2—的偏铝酸盐溶液中通入CO2直至过量

离子方程式：

图像：

2、向含有AlO2—的偏铝酸盐溶液中逐滴滴入稀盐酸直至过量

离子方程式：

①AlO2—＋H+＋H2O=Al（OH）3?

②Al（OH）3＋3H+=Al3+＋3H2O

图像：

（3）向含有H＋的强酸溶液中逐滴滴入偏铝酸盐溶液直至过量

离子方程式：

①AlO2—＋4H+=Al3+＋2H2O

②Al3+＋3AlO2—＋6H2O=4Al（OH）3?

图像：

例题：

将某质量的镁铝合金溶解在500mL盐酸中，然后取出10mL溶液用1mol/LNaOH溶液滴定，产生沉淀质量与碱溶液的关系如下图。

求：

（1）合金中镁和铝的物质的量之比；

（2）盐酸的物质的量浓度（假设反应后溶液体积不变）。

一.Mg、Al的化学性质

1．与非金属反应

（1）与O2反应。

常温下与空气中的O2反应生成一层致密的氧化物薄膜，所以镁、铝都有抗腐蚀的性能。

镁、铝都能在空气中燃烧：

2Mg+O2

2MgO。

4Al+3O2

2Al2O3

（2）与卤素单质、硫等反应。

Mg+Cl2

MgCl22Al+3Cl2

2AlCl3

2Al+3S

Al2S3（用于工业制备）Mg+S

MgS

[特别提醒]：

①镁在空气中用酒精灯火焰点燃即可燃烧，而铝在空气中需要高温点燃才能燃烧。

镁在空气中燃烧时有三个反应发生：

2Mg+O2

2MgO3Mg+N2

Mg3N22Mg+CO2

2MgO+C

②燃烧时都放出大量的热，发出耀眼的白光。

利用镁的这种性质来制造照明弹。

③集气瓶底部都要放一些细纱，以防止集气瓶炸裂。

2．与H2O反应

Mg、A1和冷水都不反应，但在加热条件下与水反应生成氢氧化物和氢气

Mg+2H2O

Mg（OH）2+H2↑2A1+6H2O

2A1（OH）3+3H2↑

3．与酸反应置换出H2

Mg、A1与浓、稀盐酸、稀硫酸、磷酸等酸反应置换出H2，其中铝在冷浓H2SO4，冷浓硝酸中发生钝化现象。

所以可用铝制容器贮存冷的浓硫酸或浓硝酸。

4．与某些氧化物反应

（1）镁与二氧化碳反应：

2Mg+CO2

2MgO+C

[特别提醒]：

“CO2不能助燃”的说法是不全面的，CO2对绝大多数可燃物是良好的灭火剂，而对K、Ca、Na、Mg等可燃物却是助燃剂。

（2）铝热反应：

2Al+Fe2O3

2Fe+Al2O3

铝热反应可用于焊接钢轨和冶炼某些难熔金属，如：

V、Cr、等。

[特别提醒]：

①铝热剂是指铝粉和某些金属氧化物的混合物，金属氧化物可以是：

Fe2O3、FeO、Fe3O4、Cr2O3、V2O5、MnO2等。

②铝热反应的特点是反应放出大量的热，使生成的金属呈液态。

③要使用没有氧化的铝粉，氧化铁粉末要烘干。

④KClO3作为引燃剂，也可以用Na2O2代替。

实验时可以不用镁条点燃，而用在氯酸钾和白糖的混合物上滴加浓硫酸的方法来点燃。

5．与碱反应

镁不与碱反应，铝与碱液反应：

2Al+2NaOH+6H2O

2NaAlO2+4H2O+3H2↑

二.氢氧化铝

1．物理性质：

Al（OH）3是几乎不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性。

2．化学性质

①与酸反应：

Al（OH）3+3HCl＝AlCl3+3H2O

离子反应方程式：

Al（OH）3+3H+＝Al3+＋3H2O

②与碱反应：

Al（OH）3＋NaOH＝NaAlO2+2H2O

离子反应方程式：

Al（OH）3＋OH?

＝NaAlO2+2H2O

3．Al（OH）3的制取

①铝盐与碱反应：

实验室制取氢氧化铝时采用过量的氨水，而不用强碱与可溶性铝盐溶液反应是因为氢氧化铝是两性氢氧化物，能溶于强碱溶液，不溶于弱碱溶液

②偏铝酸盐与酸反应：

一般用向偏铝酸盐溶液中通入CO2的方法制取Al（OH）3。

当CO2不足或适量时：

2AlO2?

＋CO2＋3H2O＝2Al（OH）3↓＋CO32?

当CO2过量时：

AlO2?

＋CO2+2H2O＝Al（OH）3↓＋HCO3?

4．Al（OH）3的用途：

由于Al（OH）3具有吸附性，既能凝聚水中悬浮物，又能吸附色素，因此Al（OH）3可作净水剂和色素吸附剂。

[特别提醒]：

（1）制取Al（OH）3也可用铝盐与强碱作用，但应严格控制加入碱的量，因为强碱过量会使制得的Al（OH）3转化为偏铝酸盐。

（2）一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al（OH）3溶解。

[例1]使溶液中Ba2+、Mg2+、Al3+、Ag+、Cu2+分步逐一沉淀析出，加入下列试剂的顺序正确的是（）

A．NaCl→Na2S→Na2SO4→NaOH→HNO3B．H2SO4→HCl→H2S→NaOH→CO2

C．HCl→H2SO4→H2S→NaOH→CO2D．Na2S→Na2SO4→NaCl→NaOH→HCl

[解析]SO42?

能同时除去Ba2+和Ag+，S2?

能同时除去Ag+和Cu2+，所以不能放在第一位，排除BD；AC相比，在加入前四种试剂后，Al3+以AlO2?

形式存在，加酸可使AlO2?

以Al（OH）3形式沉淀。

但HNO3量不好控制，所以最好的选项为C。

[答案]C

[规律总结]解除杂题应注意①除杂试剂的选择。

本题要求将离子分步逐一除去，所以试剂要一一对应：

Ba2+～SO42?

，Mg2+～OH?

，Ag+～Cl?

，Cu2+～S2?

，②除杂的顺序。

为了将杂质除干净，除杂试剂一般是过量的，这样势必引入新杂质。

所以后续的除杂试剂在去除对应杂质的同时，还要有将前一过量除杂试剂清除的作用。

[例2]用铝箔包装0.1mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为（标准状况）（　）

　　A．O2和H2的混合气体　B．1.12LH2　　C．大于1.12LH2　D．小于1.12LH2

[解析]Na与水反应放出H2，并且生成NaOH，铝能与NaOH溶液反应，也生成H2，故最后收集到的气体是这两部分H2总和，显然比Na单独反应产生的H2多。

2Na+2H2O

2NaOH+H2↑2A1+6H2O

2A1（OH）3+3H2↑

0.1mol　　　　0.1mol　0.05mol0.1mol　　　　　　　　　0.15mol

　　若铝箔足量，共生成H2：

0.05mol＋0.15mol＝0.2mol

　　V（H2）＝0.2mol×22.4mol／L＝4.48L。

[答案]C

[规律总结]铝和强碱溶液反应，不是铝直接和碱反应，而是铝先和强碱溶液中的水反应生成Al（OH）3，然后Al（OH）3再和强碱反应生成偏铝酸盐。

三．镁铝及其化合物的转化关系图

1.镁的知识主线

上图的1～13中的有关化学方程式如下：

1

2Mg+O2=2MgO

23Mg+N2===Mg3N2

3Mg+Cl2====MgCl2、Mg+2HCl=MgCl2+H2↑

4MgCl2====Mg+Cl2↑

5MgO+H2O===Mg（OH）2

6Mg（OH）2===MgO+H2O

7Mg（OH）2+2HCl=MgCl2+2H2O

8MgCl2+2NaOH=Mg（OH）2↓+2NaCl

9

△

△

MgCO3===MgO+CO2↑

10MgCO3+H2O===Mg（OH）2+CO2↑

11Mg3N2+6H2O=3Mg（OH）2+2NH3↑

12Mg（OH）2+H2SO4=MgSO4+2H2O

13MgSO4+2NaOH=Mg（OH）2↓+Na2SO4

2.铝的知识主线

上图1～12的有关化学方程式如下：

1

4Al+3O2=2Al2O3

22Al2O3====4Al+3O2↑

32Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑

4

加热

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

52Al（OH）3====Al2O3+3H2O

6Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O

7AlCl3+3NH3·H2O+Al（OH）3↓+3NH4Cl

8Al（OH）3+3HCl=AlCl3+3H2O

9NaAlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3

10Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O

112KAl（SO4）2+6NH3·H2O=2Al（OH）3↓+K2SO4+3（NH4）2SO4

［例3］用瓷质坩埚盛镁粉在空气中进行强烈燃烧，充分反应后生成固体产物最多可能有

A．3种B．4种C．5种D．6种

【解析】镁粉在空气中燃烧与在瓷坩埚中高温燃烧的情况不同。

在空气中燃烧时，镁除与氧气，氮气化合生成MgO和Mg3N2外，还能与空气中CO2发生置换而生成炭黑C。

但在瓷坩埚里高温煅烧时，镁除发生上述反应外，还会与坩埚中的SiO2发生置换反应而生成硅：

SiO2+2Mg

2MgO+Si，此外，在高温下MgO还可能与酸性氧化物SiO2发生化合反应生成少量的MgSiO3，这样生成的固体最多可能有5种。

答案为C。

1、某无色透明溶液能与铝作用放出氢气,此溶液中一定能大量共存的离子组是（）

A.Cl-、SO42-、Na+、K+B.K+、ClO-、Na+、NO3-

C.HCO3-、Na+、NO3-、K+D.NO3-、Ba2+、Cl-、NH4+

2、两份铝屑，第一份与过量的盐酸反应，第二份与过量的NaOH溶液反应，产生氢气的体积比为1：

2，则第一份与第二份铝屑的质量比为（）

A、1：

1B、1：

2C、1：

3D、1：

4

3、能用铝为原料来冶炼难熔的金属主要是因为（）

A.铝的密度小,熔点较低B.铝在空气中燃烧,放出大量的热

C.铝在金属活动性顺序表排在较前面

D.铝具有还原性.发生氧化还原反应时放出大量的热

4、将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是（）

A.稀硝酸B.稀盐酸C.硝酸铜D.氢氧化钠

5、由锌、铁、镁、铝四种金属中的两种组成的混合物10g，与足量的盐酸反应生成的氢气在标准状况下为11.2L，则混合物中一定含有的金属是（）

A.锌B.铁C.铝D.镁

6、下列用途主要是体现铝的物理性质的是（）

1家用铝锅②盛浓硝酸的容器③制导线④焊接钢轨⑤包装铝箔⑥炼钢的脱氧剂

⑦做防锈油漆⑧做合金用作飞机制造业材料⑨工业做热交换器

A.①②③④B.③④⑥⑦⑧⑨C.①③⑤⑦⑧⑨D.①③②④⑥⑧

7、有关Al与NaOH溶液的反应的说法中，正确的是（）

A.铝是还原剂，其氧化产物是Al（OH）3B.NaOH是氧化剂，其还原产物是H2

C.铝是还原剂，H2O和NaOH都是氧化剂D.H2O是氧化剂，Al被氧化

8、向某溶液中投入铝片后有大量H2放出，则溶液中不可能大量存在的离子是（）

A.Cl-B.H+C.OH-D.HCO-3

9、向NaAlO2溶液中持续通入一种气体，开始时产生沉淀，随后沉淀又逐渐溶解，该气体是（）

A.NO2B.CO2C.NH3D.CO

10、镁、铝、铜三种金属粉末混合物,加入过量盐酸充分反应,过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液,再过滤,滤液中存在的离子有（）

A．

B．Cu2+C．Al3+D．Mg2+

11、常温下能用铝制容器盛放的是（）

A.浓盐酸B.浓硝酸C.稀硝酸D.稀硫酸

12、下列所用的材料不属于合金的是（）

A.家用的铝窗B.建筑用的钢筋

C.铸造用的黄铜D.温度计用的水银

13、一块镁铝合金溶于盐酸后，再加入过量NaOH溶液，所得的溶液中主要存在的离子是（）

A.AlO2－、OH－、Na＋、Cl－B.Na＋、OH－、Al3＋、Cl－

C.AlO2－、OH－、Mg2＋、Cl－D.Na＋、Mg2＋、Al3＋、Cl－

14、下列有关合金的说法，错误的是（）

A.青铜是人类历史上使用最早的合金，至今已有三千多年的历史

B.世界上最常见的，用量最大的合金是钢

C.合金的硬度一般比它的各成分金属的小，熔点一般也比它的各成分金属的高

D.合金可以由金属和非金属融合而成

15、下列离子方程式书写错误的是（）

A.铝粉投入到NaOH溶液中：

2Al+6H2O+2OH-=2Al（OH）4-+H2↑

B.Al（OH）3溶于NaOH溶液中：

Al（OH）3+OH-=Al（OH）4-

C.Na[Al（OH）4]溶液中通入足量的CO2：

2Al（OH）4-+CO2=2Al（OH）3↓+CO32-+H2O

D.Al2O3粉末溶于NaOH溶液中：

Al2O3+2OH-=2Al（OH）4-+H2O

16、下列关于Al（OH）3的性质的叙述错误的是（）

A.Al（OH）3是难溶于水的白色沉淀B.Al（OH）3能吸附水中的悬浮物

C.Al（OH）3能溶于氨水D.Al（OH）3属于两性氢氧化物

17、既能与NaOH溶液反应，又能与H2SO4溶液反应的物质是（）

A.NaHCO3B.Al（OH）3C.NaHSO4D.Na2CO3

18、在使溶液中的AlO2-完全转化成Al（OH）3，应选择的最好试剂是（）

A.H2SO4B.HClC.CO2D.NH3·H2O

19、某强酸性溶液中，可以大量共存的是（）

A．

B．

C．

D．

20、下列各化学反应的离子方程式中，有错误的是（）

A．氢氧化铝与盐酸反应：

B．氧化铝溶于氢氧化钠溶液：

C．碘化钾溶液中滴入溴水：

D．氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液：

21、以氧化铝为原料制取氢氧化铝，最好的方法是（）

A．将氧化铝溶于水。

B．将氧化铝先溶于盐酸中，之后滴加氨水。

C．将氧化铝溶于盐酸中，之后滴加氢氧化钠溶液。

D．将氧化铝溶于氢氧化钠溶液中，之后滴加盐酸。

22、500mL0.1mol/L的NaCl溶液与100mL0.1mol/L的AlCl3溶液中Cl－离子浓度之比为

（）A．5∶1B．5∶3C．1∶3D．5∶2

23、下列物质的溶液中，通入过量的CO2，发生化学反应，但不会析出沉淀的是（）

A．Na2SiO3B．NaAlO2C．Na2CO3D．NaOH

24、向含有1molKAl（SO4）2的溶液中加入适量的Ba（OH）2溶液，使

恰好转化为沉淀，此时生成的Al（OH）3的物质的量是（）

A．1molB．1.33molC．0.67molD．0

25、处理铝锅垢应采用（）

A．浓HNO3B．浓盐酸C．浓乙酸D．浓NaOH溶液

26、往mmL0.25mol/L的AlCl3溶液中加入金属钾，完全反应后恰好只形成KCl和KAlO2溶液。

加入钾的物质的量是（）

A．

B．

C．

D．

27、利用铝合金代替铝制钥匙是利用铝合金的（）

A．熔点低B．不易锈蚀C．硬度大D．密度小

28、将amol钠和amol铝一同投入mg足量水中，所得溶液密度为dg/cm3，该溶液的百分比浓度为（）

A．

B．

C．

D．

29、我国最新报道的高温超导体中，铊是组成成分之一，已知铊与铝是同族元素，关于铊的判断有错误的是（）

A．铊是质软的银白色的金属B．铊能生成+5价化合物

C．铊能置换出盐酸中的氢D．铊能与氧气发生反应

30、有关Al与NaOH溶液的反应的说法中，正确的是（）

A．铝是还原剂，其氧化产物是Al（OH）3

B．NaOH是氧化剂，其氧化产物是H2

C．铝是还原剂，H2O和NaOH都是氧化剂

D．H2O是氧化剂，Al被氧化

31、常温下，向0.1mol下列物质①过氧化钠②磷酸钡③硫化钠④偏铝酸钠⑤氯化铝

　中分别加入0.5L水后充分搅拌，则溶液中阴离子数从大到小的排列顺序正确的

　是（）

　A．⑤①③④②　　　　　　　B．⑤②①③④

　C．⑤①④③②　　　　　　　D．②⑤①③④

32、铝在人体中积累可使人慢性中毒，1989年世界卫生组织正式将铝“确定为食品污染源之一”而加以控制。

铝在下列使用场合须加以控制的是（）

①制铝锭②制易拉罐③制电线电缆④制牙膏皮⑤用明矾净水⑥制炊具⑦用食品和苏打作食品膨化剂⑧用Al（OH）3制胃药药片⑨制防锈油漆

A、①②④⑤⑥⑦⑧B、②⑤⑥⑦⑨C、②④⑤⑥⑦⑧D、③④⑤⑥⑦⑧

33、将物质的量相等的硫酸铝和硫酸铵溶水形成Vml混合溶液，向混合溶液中逐滴加入某氢氧化钠的溶液（其物质的量浓度为混合溶液中两溶质的物质的量浓度之和），直至过量。

下列表示氢氧化钠溶液加入的体积（X）与溶液中沉淀物的量（Y）的关系意图中正确的是（）

34、有A、B、C、D、E五种化合物，其中A、B、C、D都是含Al元素的化合物，F是一种气体，在标准状况下，F的密度是相同条件下空气密度的1.103倍。

化合物间的发生如下反应：

①A、B、C、D的化学式分别为：

A、B、C、D。

②1molC和2molE在水溶液中发生反应的化学方程式为，其中氧化剂是，氧化产物是。

③已知C溶液和D溶液混合后，也有白色沉淀B析出，其化学方程式为。

35、有六瓶白色固体，它们是

和无水

，现仅用蒸馏水及已被检出物质对它们作出鉴别，根据以下实验步骤，请在空格内填写须加入的试剂，填写检出物质时须与实验现象上下对应。

（1）

（2）

（3）

36、某无色透明溶液跟金属Al反应，放出H2。

试判断下列离子：

Mg2+、Cu2+、Ba2+、H+、Ag+、SO42－、CO32－、HCO3－、OH－、NO3－，下列两种情况何者能存在于此溶液中

（1）当生成Al3+时，可能存在。

（2）当生成AlO2－时，可能存在。

1.某无色透明溶液能与铝作用放出氢气,此溶液中一定能大量共存的离子组是（）

A.Cl-、SO42-、Na+、K+

B.K+、ClO-、Na+、NO3-

C.HCO3-、Na+、NO3-、K+

D.NO3-、Ba2+、Cl-、NH4+

2.两份铝屑，第一份与过量的盐酸反应，第二份与过量的NaOH溶液反应，产生氢气的体积比为1：

2，则第一份与第二份铝屑的质量比为（）

A、1：

1B、1：

2C、1：

3D、1：

4

3.能用铝为原料来冶炼难熔的金属主要是因为（）

A.铝的密度小,熔点较低

B.铝在空气中燃烧,放出大量的热

C.铝在金属活动性顺序表排在较前面

D.铝具有还原性.发生氧化还原反应时放出大量的热

4.将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是（）

A.稀硝酸B.稀盐酸C.硝酸铜D.氢氧化钠

5.由锌、铁、镁、铝四种金属中的两种组成的混合物10g，与足量的盐酸反应生成的氢气在标准状况下为11.2L，则混合物中一定含有的金属是（）

A.锌B.铁C